両方陽イオンなのに負？

質問

神経や筋肉で、細胞内にはK+が多く細胞外にはNa+が多く、細胞内は負・細胞外は正になっているというのが理解できません
よって、静止電位のときの、K+の細胞外への拡散だとか、電気的吸引力だとかも意味がわかりません…
両方同じ陽イオンなのに、正とか負とかどういうことなんでしょうか？助けてください…！

回答No.3

gori8063 · ベストアンサー

確かに勘違いかもしれません。この場合の＋、－は膜の内外でどちらが電位が高いか、すなわち「電位差」を語っているわけです。

もう少し分かりやすい図がありました（URL）。

まず、負のイオンは内外で同じ濃度だと言うのが前提です。その上で、まず、膜にあるNa+ - K+ - ATPaseというタンパク質（ポンプ）がエネルギーを消費してNa+ と K+を１：１で交換しています。これにより、細胞内にK+が、細胞外にNa+が多くなります。

しかし、この段階では１：１交換しているだけなので電位差は生じません。

細胞膜にはこれとは別に、K+チャンネルというK+だけを通す関所になるタンパク質があります。この関所はNa+を通過させることはできません。
このチャネルは濃度の高いほうから低いほうへの方向にし自然にK+を流すだけでエネルギーをつかって「くみ上げる」作用はありません。

さて、K+濃度の高い細胞内からはこのチャネルを通じて細胞外へK+が漏れ出して行きます。しかし、Na+は動きませんので、相対的に細胞外のほうがK+が漏れ出した分だけ＋のイオンが多いということになりませんか？
負のイオンの数は同じといいましたので、細胞外のほうが相対的に＋になるのです。これが電位差、すなわち、静止電位の形成です。

参考URL：

http://133.5.28.92/%8D%D7%96E%90%B6%95%A8%8Aw/Cell/%93%AE%95%A8%82%CC%93%C1%8E%EA%82%C8%8D%D7%96E/%90_%8Co%8D%D7%96E.htm

お礼

再びありがとうございます！
ＵＲＬのほうはnot foundになっていて見られなかったのですが、説明してくださったのでなんとなくわかった気がします
K+は移動できるけどNa+は移動できないから細胞内のプラスのイオンが少なくなってしまうということ…ですよね

回答No.5

gori8063

URL、うまく開けなかったようですね。

Googleで「静止電位 リークチャンネル」で検索をかけ、「神経細胞」のタイトル、
内容：おくれて電位依存型K+チャンネルも開きK+イオンが細胞外に流出するため細胞内の静止 膜電位が少し過分極を起こす。（略）

の項目をご覧ください。 どこぞの大学の講義メモのようですが。

お礼

お礼＆締め切りが遅くなってしまってすみません・・・！

教えてくださったように検索して、無事見ることができました。ありがとうございます！

回答No.4

suiran2

静止膜電位は，イオンの総和がどうのということではありません。思い違いとおっしゃってますがその通りです。

gori8063 さんの参考URLをごらんになったと思いますが，静止膜電位のイオン説は，細胞膜はK+のみ漏出させる，このK+の移動によって静止膜電位が形成されるということです。ですからよく電池にたとえられます。K+の陽荷電粒子が移動するわけですから，異動先(膜の外側)が+で異動元(膜の内側)がマイナスとなります。

このような説は，イカの巨大軸索をカリウムリンゲルに入れますとK+の漏出は起こらなくなります。そうしますと静止膜電位も０となること等から唱えられているものです。何かの参考になりましたなら…

お礼

アドバイスありがとうございます
電池の＋－というのは実はよくわからなかったのですが、移動する向きの話だったんですね！

単純にイオンの総和がどうということではないなあとは思ったのですが、なんだか考えれば考えるほど、でもやはり結果的には＋イオンと－イオンの濃度差（？）のような話になるのではという気がしてきたりしてごちゃごちゃしてしまって...

回答No.2

gori8063

膜電位の発生に関する解説です。

負のイオンの量は膜の内外で同じ濃度ですが、カリウム、ナトリウムイオンを特異的に排出する機能（イオンポンプ）とその濃度差があるところでイオン特異的にイオンを通過させる関所（イオンチャネル）によって巧みに電位差が形成され、情報伝達の際にはその電位差が反転して電気的に情報を伝えるのです。

参考URL：

http://user.ecc.u-tokyo.ac.jp/~ckam/mempot.html

お礼

回答ありがとうございます
もしかして私はものすごい思い違いをしているのかもしれません…この正とか負とかいうのはイオンのK+が正でCl-が負というようなものかと思っていたのですが、この電位というものはそれとはまた別次元の話ということなんでしょうか？

カリウムとナトリウムが拡散しようとするのを阻止する力のようなものが電位で…、カリウムもナトリウムもそれがあるはずなのに等しくならないのは…ポンプやチャネルが開いたり閉じたりするため、ということでしょうか

回答No.1

Willyt

身体の内部は胃の中（これは正確には身体の外）を除いて殆ど中性に近いですから、細胞内にカリウムイオンがあれば、それに対応してほぼ同じくらいのマイナスイオンが存在しています。

お礼

お早い回答ありがとうございます！
でも、細胞内にマイナスイオンがあるのと同じように、細胞外でも同じことが言える気がするのですが、どうして違うのでしょうか…？